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BIOGRAFÍAS DE GRANDES CIENTÍFICOS
Helmholtz Hermann Ludwig Fernando. biografia de un cientifico
Directorio / Biografías de grandes científicos.
Hermann Helmholtz es uno de los más grandes científicos del siglo XIX. Física, fisiología, anatomía, psicología, matemáticas... En cada una de estas ciencias realizó brillantes descubrimientos que le dieron fama mundial. Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz nació el 31 de agosto de 1821 en la familia de un profesor de gimnasia de Potsdam. A pedido de su padre, en 1838 Herman ingresó al Instituto Médico Militar Friedrich Wilhelm para estudiar medicina. Bajo la influencia del famoso fisiólogo Johann Müller, Helmholtz se dedicó al estudio de la fisiología y, después de asistir al curso del instituto, defendió su tesis doctoral en 1842 sobre la estructura del sistema nervioso. En este trabajo, el doctor de veintidós años demostró por primera vez la existencia de elementos estructurales integrales del tejido nervioso, luego llamados neuronas. En el mismo año, Herman fue nombrado interno en un hospital de Berlín. Desde 1843, Helmholtz comenzó su carrera como médico militar de Potsdam. Vivía en el cuartel y se levantaba a las cinco de la mañana a la señal de la trompeta de caballería. Pero el cirujano de escuadrón del regimiento de húsares también encontró tiempo para la ciencia. En 1845, se despidió del servicio militar y se fue a Berlín a prepararse para los exámenes estatales para el título de doctor. Helmholtz está trabajando duro en el laboratorio de física de Gustav Magnus. A. G. Stoletov, quien captó con sensibilidad el punto de inflexión en el desarrollo científico de Alemania en los años cuarenta, escribió: "El laboratorio casero de Magnus, el primer ejemplo de un laboratorio físico, se está convirtiendo en un semillero de físicos experimentales". Posteriormente, el alumno de este laboratorio, Helmholtz, se convierte en el sucesor de Magnus y traslada el laboratorio al edificio de la Universidad de Berlín, donde se convierte en un centro científico mundial. Otro maestro de Helmholtz en Berlín fue Johann Müller. Mucho después, el 2 de noviembre de 1871, en la celebración de Helmholtz con motivo de su septuagésimo cumpleaños, pronunció un discurso en el que describió su trayectoria científica. Indicó que, bajo la influencia de Johann Müller, se interesó en la cuestión del misterioso ser de la fuerza vital. Reflexionando sobre este problema, Helmholtz, en su último año como estudiante, llegó a la conclusión de que la teoría de la fuerza vital "atribuye a todo cuerpo vivo las propiedades del llamado perpetuum mobile". Helmholtz estaba familiarizado con el problema del movimiento perpetuo desde sus años escolares, y en sus años de estudiante "en sus momentos libres... buscó y revisó las obras de Daniel Bernoulli, d'Alembert y otros matemáticos del siglo pasado". "Así", dijo Helmholtz, "me encontré con la pregunta: '¿Qué relación debe existir entre las diversas fuerzas de la naturaleza, si se supone que el perpetuum mobile es imposible en absoluto?' Y además: '¿Se mantienen realmente todas estas relaciones? '" En el diario de Müller, Helmholtz publicó en 1845 el trabajo "Sobre el gasto de sustancia bajo la acción de los músculos". En el mismo 1845, jóvenes científicos agrupados en torno a Magnus y Müller formaron la Sociedad Física de Berlín. Helmholtz también entró. Desde 1845, la sociedad, que luego se convirtió en la Sociedad Alemana de Física, comenzó a publicar la primera revista de resúmenes "Uspekhi fiziki". El desarrollo científico de Helmholtz tuvo lugar así en un entorno favorable de mayor interés por las ciencias naturales en Berlín. Ya en el primer volumen de Uspekhi Fiziki, 1845, publicado en Berlín en 1847, se publicó la revisión de Helmholtz sobre la teoría de los fenómenos térmicos fisiológicos. El 23 de julio de 1847, hizo un informe "Sobre la conservación de la fuerza" en una reunión de la Sociedad Física de Berlín. En el mismo año se publicó como un folleto separado. Las autoridades de entonces “se inclinaban a rechazar la justicia de la ley; en medio de la lucha celosa que libraban con la filosofía natural de Hegel, mi obra también era considerada un filosofar fantástico…”. Sin embargo, Helmholtz no estaba solo, lo apoyaban jóvenes científicos y, sobre todo, el futuro famoso fisiólogo Dubois Reymond y la joven Sociedad Física de Berlín. En cuanto a su actitud hacia el trabajo de Mayer y los predecesores de Joule, Helmholtz reconoció repetidamente la prioridad de Mayer y Joule, enfatizando, sin embargo, que no estaba familiarizado con el trabajo de Mayer y que conocía insuficientemente el trabajo de Joule. A diferencia de sus predecesores, relaciona la ley con el principio de la imposibilidad de una máquina de movimiento perpetuo. La materia que Helmholtz considera pasiva e inmóvil. Para poder describir los cambios que tienen lugar en el mundo, éste debe estar dotado de fuerzas tanto de atracción como de repulsión. "Los fenómenos naturales", dice Helmholtz, "deberían reducirse a movimientos de la materia con fuerzas impulsoras inmutables que dependen únicamente de las relaciones espaciales". Así, el mundo, según Helmholtz, es una colección de puntos materiales que interactúan entre sí con fuerzas centrales. Estas fuerzas son conservativas, y Helmholtz pone el principio de conservación de la mano de obra a la cabeza de su investigación. Helmholtz reemplaza el principio de Mayer "nada viene de la nada" con una disposición más específica de que "es imposible, dada la existencia de cualquier combinación arbitraria de cuerpos, obtener continuamente una fuerza impulsora de la nada". El principio de conservación de la fuerza viva en su formulación dice: "Si cualquier número de puntos materiales en movimiento se mueve solo bajo la influencia de tales fuerzas que dependen de la interacción de los puntos entre sí o que están dirigidas hacia centros fijos, entonces la suma de las fuerzas vivas de todos los puntos tomados en conjunto seguirán siendo las mismas en todos los momentos de tiempo en los que todos los puntos reciben las mismas posiciones relativas entre sí y con respecto a los centros fijos existentes, cualesquiera que sean sus trayectorias y velocidades en los intervalos entre los momentos correspondientes. Habiendo formulado este principio, Helmholtz considera sus aplicaciones en varios casos especiales. Teniendo en cuenta los fenómenos eléctricos, Helmholtz encuentra una expresión para la energía de las cargas puntuales y muestra el significado físico de la función llamada potencial de Gauss. Además, calcula la energía de un sistema de conductores cargados y muestra que cuando se descargan las botellas de Leyden, se libera un calor equivalente a la energía eléctrica almacenada. Mostró al mismo tiempo que la descarga es un proceso oscilatorio y las oscilaciones eléctricas "se hacen cada vez más pequeñas, hasta que finalmente la fuerza viva es destruida por la suma de las resistencias". Entonces Helmholtz considera el galvanismo. Helmholtz analiza procesos energéticos en fuentes galvánicas, en fenómenos termoeléctricos, sentando las bases para la futura teoría termodinámica de estos fenómenos. Teniendo en cuenta el magnetismo y el electromagnetismo, Helmholtz, en particular, da su conocida derivación de la expresión de la fuerza electromotriz de inducción, basada en la investigación de Neumann y en la ley de Lenz. En su obra, Helmholtz, a diferencia de Mayer, se centra en la física y habla muy breve y concisamente de los fenómenos biológicos. Sin embargo, fue este trabajo el que abrió el camino de Helmholtz al Departamento de Fisiología y Patología General de la Facultad de Medicina de la Universidad de Königsberg, donde en 1849 recibió el cargo de profesor extraordinario. Helmholtz ocupó este cargo hasta 1855, cuando se trasladó a Bonn como profesor de anatomía y fisiología. En 1858, Helmholtz se convirtió en profesor de fisiología en Heidelberg, donde trabajó extensamente y con éxito en la fisiología de la visión. Estos estudios han enriquecido significativamente el campo del conocimiento y la medicina práctica. El resultado de estos estudios fue la famosa "Óptica fisiológica" de Helmholtz, cuyo primer número apareció en 1856, el segundo, en 1860, y el tercero, en 1867. El ojo es uno de los órganos más notables de nuestro cuerpo. Sabían de su trabajo antes, lo compararon con el trabajo de un aparato fotográfico. Pero para una elucidación completa incluso del lado físico de la visión, una comparación aproximada con una cámara no es suficiente. Es necesario resolver una serie de problemas complejos desde el campo no solo de la física, sino también de la fisiología e incluso de la psicología. Había que resolverlos con ojo vivo, y Helmholtz logró hacerlo. Él construyó un aparato especial, sorprendente por su simplicidad (oftalmómetro), que hizo posible medir la curvatura de la córnea de las superficies posterior y anterior de la lente. Así, se estudió la refracción de los rayos en el ojo. Vemos objetos pintados de un color u otro, nuestra visión es coloreada. ¿Qué hay en su núcleo? El estudio del ojo mostró que la retina tiene tres elementos principales sensibles a la luz: uno de ellos está más fuertemente irritado por los rayos rojos, el otro por los rayos verdes y el tercero por los rayos azules. Cualquier color provoca una mayor irritación de uno de los elementos y una menor de los demás. Las combinaciones de irritaciones crean todo ese juego de colores que vemos a nuestro alrededor. Para explorar el fondo del ojo vivo, Helmholtz fabricó un dispositivo especial: un espejo ocular (oftalmoscopio). Este dispositivo ha sido durante mucho tiempo un equipo imprescindible para todos los oftalmólogos. Helmholtz hizo mucho por estudiar el ojo y la visión: creó la óptica fisiológica, la ciencia del ojo y la visión. Aquí, en Heidelberg, Helmholtz llevó a cabo sus estudios clásicos sobre la velocidad de propagación de la excitación nerviosa. Las ranas para disección han estado muchas veces en la mesa de laboratorio de los científicos. Estudió en ellos la velocidad de propagación de la excitación a lo largo del nervio. El nervio fue irritado por la corriente, la excitación resultante llegó al músculo y se contrajo. Conociendo la distancia entre estos dos puntos y la diferencia de tiempo, es posible calcular la velocidad de propagación de la excitación a lo largo del nervio. Resultó ser bastante pequeño, solo de 30 a 100 m/s. Parece una experiencia muy simple. Parece simple ahora que Helmholtz lo diseñó. Y antes que él, se argumentó que esta velocidad no se puede medir: es una manifestación de una misteriosa "fuerza vital" que no se puede medir. Helmholtz no hizo menos por el estudio de la audición y el oído (acústica fisiológica). En 1863, se publicó su libro "La enseñanza de las sensaciones sonoras como base fisiológica de la acústica". Y aquí, antes de la investigación de Helmholtz, mucho de lo relacionado con la audición se estudió muy pobremente. Sabían cómo se originaba y propagaba el sonido, pero se sabía muy poco sobre los efectos que tienen los sonidos en los objetos capaces de vibrar. Helmholtz fue el primero en abordar este complejo fenómeno. Habiendo creado la teoría de la resonancia, luego creó sobre su base la doctrina de las sensaciones auditivas, nuestra voz y los instrumentos musicales. Al estudiar los fenómenos de las oscilaciones, Helmholtz también desarrolló una serie de cuestiones de gran importancia para la teoría de la música y analizó las causas de la armonía musical. El ejemplo de Helmholtz muestra la gran importancia de la amplitud de miras de un científico, la riqueza y diversidad de sus conocimientos e intereses. En el mismo lugar, en Heidelberg, se publicaron sus obras clásicas sobre hidrodinámica y los fundamentos de la geometría. Desde marzo de 1871, Helmholtz se convirtió en profesor en la Universidad de Berlín. Creó un instituto físico, donde venían a trabajar físicos de todo el mundo. Tras trasladarse a Berlín, Helmholtz se dedica exclusivamente a la física, y estudia sus áreas más complejas: la electrodinámica, en la que, basándose en las ideas de Faraday, desarrolla su propia teoría, luego la hidrodinámica y los fenómenos de la electrólisis en relación con la termoquímica. Particularmente notables son sus trabajos sobre hidrodinámica, iniciados ya en 1858, en los que Helmholtz da una teoría del movimiento de vórtice y el flujo de fluidos y en los que logra resolver varios problemas matemáticos muy difíciles. En 1882, Helmholtz formula la teoría de la energía libre, en la que decide qué cantidad de la energía molecular total de un sistema se puede convertir en trabajo. Esta teoría tiene el mismo significado en termoquímica que el principio de Carnot en termodinámica. En 1883, el emperador Wilhelm le otorga a Helmholtz el título de nobleza. En 1884, Helmholtz publicó la teoría de la dispersión anómala y, un poco más tarde, varios trabajos importantes sobre mecánica teórica. Los trabajos sobre meteorología pertenecen a la misma época. En 1888, Helmholtz fue nombrado director del recién establecido Instituto de Física y Tecnología del gobierno en Charlottenburg, el Centro de Metrología Alemana, en cuya organización participó activamente. Al mismo tiempo, el científico continúa dando conferencias sobre física teórica en la universidad. Helmholtz tuvo muchos estudiantes; Miles de estudiantes escucharon sus conferencias. Muchos jóvenes científicos vinieron a trabajar en su laboratorio y aprendieron el arte de experimentar. Muchos científicos rusos pueden considerarse sus estudiantes: fisiólogos E. Adamyuk, N. Bakst, F. Zavarykin, I. Sechenov, físicos P. Lebedev, P. Zidov, R. Kolli, A. Sokolov, N. Shidder. Desafortunadamente, no solo eventos alegres esperaban a Helmholtz en la vejez. Su hijo Robert, un joven físico prometedor, murió prematuramente en 1889, dejando el trabajo sobre la radiación de gases en llamas. Los trabajos más recientes del científico, escritos en 1891-1892, se relacionan con la mecánica teórica. Helmholtz murió el 8 de septiembre de 1894. Autor: Samin D.K.
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